es.wedoany.com Noticia: Para que los nuevos buques de guerra naveguen hacia aguas profundas, deben superar un desafío material: reducir el peso mientras soportan múltiples pruebas rigurosas como altas temperaturas, radiación, corrosión, resistencia al fuego y sigilo. Durante mucho tiempo, la tecnología clave de los materiales compuestos de alta gama para buques ha estado controlada por otros países, y algunos componentes de alto rendimiento y de integración estructural-funcional aún enfrentan bloqueos tecnológicos extranjeros. Una batalla de investigación científica para lograr la autonomía y el control de los materiales clave para nuevos buques de guerra y resolver el problema de los "cuellos de botella" ha comenzado silenciosamente en la Universidad Tecnológica de Dalian.
Recientemente, un equipo dirigido por el académico de la Academia China de Ingeniería y profesor de la Universidad Tecnológica de Dalian, Jian Xigao, desarrolló una nueva generación de componentes de materiales compuestos de integración estructural-funcional para buques de guerra, que pasaron con éxito las pruebas de terceros y la evaluación de la Sociedad China de Corrosión y Protección. En comparación con el acero naval actual, el peso se reduce en más del 60%; el rendimiento integral, como la resistencia a altas temperaturas, radiación, corrosión y llama, cumple con los estándares; la absorción de radar y la baja emisividad infrarroja alcanzan los requisitos de aplicación. El nivel de madurez tecnológica se ha evaluado en el nivel 5, lo que lo hace apto para aplicaciones de ingeniería.
La implementación de este resultado romperá efectivamente el monopolio tecnológico extranjero a largo plazo, cubrirá las deficiencias técnicas de China en el campo de los materiales compuestos de alta gama para buques, proporcionará una solución sólida para la autonomía y el control, y la mejora del rendimiento de los nuevos equipos de buques de guerra chinos, y ayudará a los buques de fabricación nacional a perseguir el sueño de las aguas profundas.
El "dilema de los materiales" de los equipos de aguas profundas
Alta niebla salina, alta humedad y calor, fuerte radiación ultravioleta, cargas mecánicas complejas... Los componentes centrales de los buques deben servir durante años en entornos tan extremos. Deben ser ligeros para reducir el peso del buque, aumentar la velocidad y la carga útil; resistentes a la corrosión, altas temperaturas, llamas y radiación; y también cumplir con los estrictos requisitos de sigilo de radar e infrarrojo en la guerra naval moderna.
"Anteriormente, los materiales tradicionales para buques chinos tenían dificultades para equilibrar la ligereza con las necesidades multifuncionales y de alta confiabilidad", admitió Zou Jiaxuan, líder del equipo y estudiante de doctorado de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Dalian. Más grave aún, las tecnologías centrales, como las matrices de resina de alto rendimiento, los componentes de integración estructural-funcional y el mecanizado de precisión de componentes grandes, han estado durante mucho tiempo en manos de unos pocos países, y China tenía deficiencias evidentes en el suministro de materiales de alta gama, sufriendo bloqueos tecnológicos extranjeros.
Este indicador clave afectó directamente la actualización iterativa de los nuevos buques de guerra. Al seleccionar materiales, los diseñadores a menudo se enfrentaban al dilema de "reducir el peso pero no prevenir la corrosión, o prevenir la corrosión pero no lograr el sigilo", o tenían que depender de grados importados, lo que conllevaba riesgos de suministro y peligros de seguridad.
Ante las dificultades reales, bajo la guía del académico Jian Xigao, Zou Jiaxuan, basándose en la colaboración de varios compañeros del grupo de investigación, formó un equipo de investigación científica que abarca múltiples campos como materiales, ingeniería química y mecánica, centrándose en las necesidades de desarrollo de ligereza, integración y alta seguridad de los nuevos buques de guerra, con el compromiso de resolver el problema de los materiales clave controlados por otros países mediante la innovación independiente.
El camino de la investigación "hecho a medida"
A diferencia del desarrollo general de nuevos materiales, este equipo desde el principio insistió en "impulsado por la demanda y orientado al combate real".
Desde finales de 2022, en torno a las necesidades de servicio de los componentes de los buques en entornos de alta niebla salina, alta humedad y calor, fuerte radiación ultravioleta, cargas complejas y protección funcional especial, han llevado a cabo continuamente el diseño del sistema de materiales, la preparación de componentes y la verificación del rendimiento.
"No estamos trabajando a puerta cerrada", dijo Zou Jiaxuan. "Solo comprendiendo a fondo el entorno de servicio real podemos crear materiales verdaderamente útiles".
Al comienzo de la investigación, el equipo se enfrentó al "hueso duro" reconocido en el campo de los materiales compuestos para buques: la ligereza, el alto rendimiento y el sigilo, que son como contradicciones difíciles de conciliar y extremadamente difíciles de lograr una compatibilidad perfecta en un material.
Las primeras exploraciones estuvieron llenas de dolores de prueba y error, y el equipo cayó en el pantano de "destacar en un aspecto pero desequilibrar el conjunto": las fórmulas que buscaban una ligereza extrema a menudo no podían resistir la erosión del entorno de alta niebla salina y eran propensas al envejecimiento y agrietamiento; mientras que los materiales que equilibraban la resistencia a la corrosión, la llama y la radiación no podían cumplir con los indicadores de reducción de peso debido a su alta densidad; incluso si la resistencia mecánica apenas cumplía con los estándares, funciones clave como la absorción de radar y el sigilo infrarrojo a menudo fallaban.
Ante este cuello de botella central, el equipo abandonó el enfoque tradicional de modificación única y eligió un camino más difícil para romper la situación: reconstruir desde cero el sistema de estructura molecular de los materiales poliméricos. Como un bisturí de precisión, ajustaron una por una la proporción de la matriz de resina, optimizaron la disposición de los materiales de refuerzo y mejoraron continuamente el proceso de moldeo de los componentes.
Después de miles de fórmulas de materiales refinadas repetidamente, descartando más de diez planes inmaduros y eliminando docenas de combinaciones con mala adaptabilidad... el equipo disipó la niebla y desarrolló una nueva generación de componentes de materiales compuestos de integración estructural-funcional para buques de guerra que cumplen completamente con los estrictos estándares de rendimiento, proporcionando una "armadura invisible" indestructible para los grandes equipos nacionales.
"La implementación de este resultado romperá efectivamente el monopolio tecnológico extranjero a largo plazo y cubrirá las deficiencias técnicas de China en el campo de los materiales compuestos de alta gama para buques", dijo el académico Jian Xigao.
"El próximo paso es promover plenamente la aplicación en escenarios reales de buques y la verificación de ingeniería de los nuevos materiales", presentó Zou Jiaxuan. El equipo continuará profundizando la iteración tecnológica y acelerando la integración profunda de la industria, la academia, la investigación y la aplicación. De "controlado por otros" a "autónomo y controlable", el equipo de investigación científica de la Universidad Tecnológica de Dalian ha consolidado la base de materiales clave para que los buques de fabricación nacional persigan el sueño de las aguas profundas mediante la innovación independiente.
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